以從根本上削減煉鐵過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳為目的的日本環(huán)境和諧型煉鐵工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目COURSE50（CO2 Ultimate Reduction in Steelmaking process by innovative technology for cool Earth50），計(jì)劃于今年6月開(kāi)始通過(guò)試驗(yàn)高爐進(jìn)行第一次實(shí)證試驗(yàn)，這是該項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)之一。
試驗(yàn)高爐于2015年建成，目前已經(jīng)進(jìn)行了試運(yùn)行。實(shí)證試驗(yàn)是為確立該項(xiàng)目的關(guān)鍵點(diǎn)——?dú)溥€原煉鐵技術(shù)，探索最佳的氫氣送風(fēng)操作條件等。
試驗(yàn)高爐位于新日鐵住金君津廠4號(hào)高爐附近，鄰接CAT30（二氧化碳分離、回收設(shè)備）。試驗(yàn)負(fù)責(zé)人表示，目前對(duì)試驗(yàn)高爐已通過(guò)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行立體模擬，從理論上證明了氫還原效果。開(kāi)發(fā)人員將在試驗(yàn)高爐建立與實(shí)際高爐相同的溫度、爐內(nèi)條件，以確認(rèn)能否按照所模擬的形式實(shí)現(xiàn)理論效果。試驗(yàn)高爐高度約6.5m，爐內(nèi)徑1.2m，外周貼有厚度1m的耐火材料，最突出的特點(diǎn)是可在與實(shí)際高爐一致的爐內(nèi)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，且可短期暫停，對(duì)類(lèi)似黑匣子的高爐內(nèi)部進(jìn)行解體調(diào)查。試驗(yàn)高爐有一個(gè)出鐵口，三個(gè)可供吹入熱風(fēng)、氫系氣體、煤粉的風(fēng)口，另外各有三個(gè)吹入預(yù)熱氣體的風(fēng)口、爐身風(fēng)口。該試驗(yàn)高爐于2015年9月底建成，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行的冷調(diào)試也已完成。2015年12月和2016年2月在與實(shí)際高爐相同條件（原料、爐內(nèi)溫度等）下進(jìn)行了熱試，對(duì)從原料裝入、送風(fēng)到出鐵等一系列工序進(jìn)行了設(shè)備功能的確認(rèn)。
在連續(xù)五天，每天24小時(shí)的熱試中，平均每天出鐵量達(dá)到30-34噸。同時(shí)，操作人數(shù)按照運(yùn)行一座高爐配置。以每?jī)尚r(shí)一次的節(jié)奏，每次出鐵5-8分鐘，出鐵3噸左右。第一次出鐵時(shí)間為2015年12月8日。高爐利用系數(shù)為3t/（m3·d）左右。比實(shí)際高爐的出鐵速度快。鐵水移至專(zhuān)用鋼包中，自然冷卻凝固后從鋼包中取出，對(duì)鐵水以及熔渣進(jìn)行成分分析，處理后，作為鐵水使用。熱試過(guò)程中，確認(rèn)可按照模擬實(shí)際高爐的形式進(jìn)行連續(xù)操作，并在第二次與CAT30聯(lián)動(dòng)試運(yùn)行約30小時(shí)，對(duì)設(shè)備聯(lián)動(dòng)性等進(jìn)行了確認(rèn)。
2016年6月以后，研究人員將進(jìn)行為期一個(gè)月的連續(xù)作業(yè)試驗(yàn)，每年兩次共進(jìn)行四次。改變作業(yè)條件的連續(xù)作業(yè)試驗(yàn)每次約一個(gè)月（如果包括準(zhǔn)備工作在內(nèi)，每次時(shí)間為3-4個(gè)月）。連續(xù)作業(yè)試驗(yàn)后，計(jì)劃對(duì)試驗(yàn)高爐進(jìn)行拆解，調(diào)查爐內(nèi)殘存原料。停爐后，吹入氮?dú)猓眉s兩周時(shí)間進(jìn)行爐內(nèi)冷卻。冷卻后從爐頂掏出原料，對(duì)鐵礦石、焦炭的外觀、還原狀態(tài)等進(jìn)行分析。為盡可能多的利用氫還原，吹入氫系氣體，采用現(xiàn)行高爐煉鐵法不采用的從爐身吹入氣體等技術(shù)，確立最佳的送風(fēng)操作，以達(dá)到降低碳系原料、碳消耗量的目的。
在試驗(yàn)高爐的中央操作室采用HMI，和實(shí)際高爐一樣可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作進(jìn)行原料裝入、送風(fēng)等，也可對(duì)CAT30進(jìn)行控制。一個(gè)操作班次的人數(shù)為一名技術(shù)人員和八名操作工，共設(shè)四個(gè)班，從2016財(cái)年以后，按照四班三運(yùn)轉(zhuǎn)模式運(yùn)行。
COURSE50是用氫氣代替部分焦炭，對(duì)鐵礦石進(jìn)行還原，并將高爐煤氣中的二氧化碳進(jìn)行分離回收，由此實(shí)現(xiàn)減少高爐二氧化碳排放量30%的目標(biāo)。
2008-2012財(cái)年的五年間，該項(xiàng)目的第一階段第一步（Phase1-Step1）已經(jīng)完成，確立了關(guān)鍵技術(shù)。目前處于第一階段第二步（Phase1-Step2）（2013-2017財(cái)年）。從關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)步入了綜合性技術(shù)開(kāi)發(fā)的階段。第二步的項(xiàng)目費(fèi)用約160億日元，其中半數(shù)用于試驗(yàn)高爐的建設(shè)。第二步的主要內(nèi)容是建設(shè)試驗(yàn)高爐和開(kāi)發(fā)出將高爐排放二氧化碳的分離、回收成本控制在2000日元/t CO2的技術(shù)。以已建成的高爐為主體，進(jìn)行最大限度應(yīng)用氫還原，同時(shí)以結(jié)合二氧化碳分離、回收技術(shù)的形式進(jìn)行綜合技術(shù)評(píng)價(jià)。2016-2017財(cái)年的兩年時(shí)間進(jìn)入確定技術(shù)穩(wěn)定性的階段，之后在進(jìn)入第二階段后將根據(jù)需要，推進(jìn)以實(shí)用化為目的的開(kāi)發(fā)，爭(zhēng)取2030年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。
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